JP5502362B2 - All-fiber module for femtosecond pulse compression and supercontinuum generation - Google Patents

All-fiber module for femtosecond pulse compression and supercontinuum generation Download PDF

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Description

本発明はフェムト秒レーザ源の出力のパルス圧縮（および結果であるコンティニューム（ｃｏｎｔｉｍｕｕｍ）生成）を提供する装置、より具体的には（入射するチャープパルスを伝播するための）第一のファイバ部、および（チャープパルスを圧縮するための）第二のファイバ部との間に配されたグレーデッドインデックスファイバレンズを利用する全ファイバ（Ａｌｌ−ｆｉｂｅｒ）圧縮装置に関する。   The present invention provides an apparatus that provides pulse compression (and resulting continuum generation) of the output of a femtosecond laser source, and more specifically, a first fiber section (for propagating incident chirp pulses). And an all-fiber compressor that utilizes a graded index fiber lens disposed between the second fiber section (for compressing the chirped pulse).

高パルスエネルギー、良好なビーム品質、および優れた光学特性を持つファイバレーザは、分析分光学（例えば、蛍光、吸収）、照明、リモートセンシングおよび環境分光学（例えば、風速、生物学的災害、エコシステムマッピング、その他）、射程測距、照準（例えば、衝突回避、軍事用途、その他）および科学器具など多くの分野および産業での用途がある。極めて短いパルス幅を持つファイバレーザ、例えば、フェムト秒ファイバレーザはこれらおよびその他の分野に特別な用途がある。   Fiber lasers with high pulse energy, good beam quality, and excellent optical properties can be used for analytical spectroscopy (eg fluorescence, absorption), lighting, remote sensing and environmental spectroscopy (eg wind speed, biological disasters, ecology). There are many field and industry applications such as system mapping, etc.), range finding, aiming (eg collision avoidance, military applications, etc.) and scientific instruments. Fiber lasers with very short pulse widths, such as femtosecond fiber lasers, have particular applications in these and other fields.

短パルスファイバレーザの開発には大きな進捗がある。一つのアプローチはチャープパルスを発生させるために正常分散増幅器の砕波（ｗａｖｅｂｒｅａｋｉｎｇ）のない形態での増幅の間に非線形性を用いることである。次いで、パルス圧縮はシングルモードファイバの結合部分で行なわれる。２００６年１月２４日にＪ．Ｎｉｃｈｏｌｓｏｎに交付され、この出願の譲受人に譲渡された米国特許第６，９９０，２７０号はこのタイプの構成の例である。しかし、ファイバ中のフェムト秒パルスに関わる困難の一つは高エネルギーパルスを圧縮することである。ファイバの非線形性はスペクトルに歪を生じ、パルスのエネルギーを好ましくない台座部分へ失わせる、あるいはもっと悪い状況においては、多数の従属パルスへと分散する。   There is significant progress in the development of short pulse fiber lasers. One approach is to use non-linearity during amplification of the normal distributed amplifier in the absence of wave breaking to generate chirp pulses. Pulse compression is then performed on the coupling portion of the single mode fiber. On January 24, 2006, J.C. US Pat. No. 6,990,270 issued to Nicholson and assigned to the assignee of this application is an example of this type of configuration. However, one of the difficulties associated with femtosecond pulses in the fiber is compressing high energy pulses. Fiber nonlinearities can distort the spectrum and cause the energy of the pulse to be lost to undesired pedestals or, in worse situations, to be distributed into multiple dependent pulses.

米国特許第６，９９０，２７０号US Pat. No. 6,990,270 米国特許第４，７０１，０１１号US Pat. No. 4,701,011 米国特許第６，７７５，４４７号US Pat. No. 6,775,447

しばしば「伸張」パルス増幅が行なわれ、最初に超短パルスは時間領域において数桁（たとえば数十倍）ほど引き伸ばされ、一時的にパルスを広げ、ピークパワーを減少させる。それから引き伸ばされたパルスは増幅され、フェムト秒パルスを増幅を試みる際に存在する非線形相互作用を除去、あるいは低減する。しかし、シミラリトン型（ｓｉｍｉｌａｒｉｔｏｎ−ｔｙｐｅ）増幅器、あるいは伸張パルス増幅器のいずれを使うにしても、増幅されたチャープ出力パルスは最終的には再度圧縮されねばならず、通常増幅に関わる高パルスエネルギーは再圧縮段階においてバルクオプティックス（ｂｕｌｋ ｏｐｔｉｃｓ）が用いられて行なわれることを意味する。   Often “stretched” pulse amplification is performed, where the ultrashort pulse is first stretched by several orders of magnitude (eg, several tens of times) in the time domain, temporarily spreading the pulse and reducing the peak power. The stretched pulse is then amplified to remove or reduce non-linear interactions that exist when attempting to amplify the femtosecond pulse. However, regardless of whether a similariton-type amplifier or a stretched pulse amplifier is used, the amplified chirp output pulse must eventually be recompressed, and the high pulse energy normally associated with amplification is It means that bulk optics are used in the compression stage.

高エネルギーのフェムト秒パルスを伝播し、圧縮できるファイバが主に二つの理由により望ましいだろう。第一に、ファイバが適当な分散を持つように設計できる場合、伸張した高エネルギーパルスの圧縮段階として機能することが可能である。第二に、圧縮機能をファイバに組み込むことが可能な場合、上に述べたような種々な用途のための超短パルスの伝送ファイバとして機能することが可能である。   A fiber that can propagate and compress high-energy femtosecond pulses would be desirable for two main reasons. First, if the fiber can be designed to have the proper dispersion, it can function as a compression stage for stretched high energy pulses. Second, if a compression function can be incorporated into the fiber, it can function as an ultrashort pulse transmission fiber for various applications as described above.

チャープフェムト秒パルス源の出力部でのパルス圧縮を提供する装置、より具体的には（入射するチャープパルスを伝播するための）第一のファイバ部、および（チャープパルスを圧縮するための）第二のファイバ部との間に配されたグレーデッドインデックスファイバレンズを利用する全ファイバ圧縮装置に関する本発明によって従来技術に残る必要性が対処される。ファイバは、パルス圧縮ファイバ（Ａｅｆｆ−２）の有効断面積がシステム波長における入力ファイバ（Ａｅｆｆ−１）の有効断面積よりも大きくなるように選択される。一実施例において、パルス圧縮ファイバは大モードエリア（ＬＭＡ）ファイバ部分を含んでおり、入力ファイバが標準のシングルモードファイバ部分を含んでいてもよい。 An apparatus that provides pulse compression at the output of a chirped femtosecond pulse source, more specifically, a first fiber section (for propagating incident chirp pulses), and a second (for compressing chirp pulses) The need to remain in the prior art is addressed by the present invention for an all-fiber compression device that utilizes a graded index fiber lens disposed between two fiber sections. The fiber is selected such that the effective area of the pulse compression fiber (A eff-2 ) is greater than the effective area of the input fiber (A eff-1 ) at the system wavelength. In one embodiment, the pulse compression fiber includes a large mode area (LMA) fiber portion, and the input fiber may include a standard single mode fiber portion.

本発明によると、ファイバベースのグレーデッドインデックスレンズはパルス伸張ユニットを出るファイバとパルス圧縮ファイバ部との間に配される。グレーデッドインデックスファイバレンズ（つまり、ＧＲＩＮレンズ）は放射依存型プロファイルの屈折率プロファイル（例えば、放物線型屈折率プロファイル）と１／４ピッチレンズ（あるいはその奇数倍）を形成する適当な長さを持つファイバ部分からなる。しばしばＧＲＩＮファイバレンズはマルチモードファイバの短い部分から形成される。したがって、ＧＲＩＮファイバレンズは入力ファイバと好ましい「全ファイバ」装置のパルス圧縮ファイバとの間のモードフィールド径の適合性をもたらす。（正の）分散とパルス圧縮ファイバの長さは、例えば、スーパーコンティニューム（ｓｕｐｅｒｃｏｎｔｉｎｕｕｍ）生成システムで使われるようなフェムト秒パルス列が再構成可能な、所望する程度のパルス圧縮をもたらすように選択される。   In accordance with the present invention, a fiber-based graded index lens is disposed between the fiber exiting the pulse stretching unit and the pulse compression fiber section. Graded index fiber lenses (ie, GRIN lenses) have the appropriate length to form a refractive index profile (eg, a parabolic refractive index profile) with a radiation dependent profile and a quarter pitch lens (or an odd multiple thereof). It consists of a fiber part. Often GRIN fiber lenses are formed from short sections of multimode fiber. Thus, the GRIN fiber lens provides a mode field diameter compatibility between the input fiber and the pulse compression fiber of the preferred “all fiber” device. The length of the (positive) dispersion and pulse compression fiber is selected to provide a desired degree of pulse compression that can be reconfigured, for example, a femtosecond pulse train as used in a supercontinuum generation system. The

全ファイバパルス圧縮装置の利用はバルクオプティックス部分の必要性を取り除く。したがって、インライン装置に関わる伝送損失はバルク部分を用いる従来技術によるパルス圧縮装置に見られるものよりもかなり少なくなる。   The use of an all-fiber pulse compressor eliminates the need for bulk optics parts. Thus, the transmission loss associated with in-line devices is significantly less than that found in prior art pulse compression devices that use bulk portions.

本発明の更なる実施例において、パルス圧縮ファイバは、増幅されたフェムト秒光パルス列を目的とする用途まで送るために（好ましくは、モードフィールド径をマッチングさせるために第二のＧＲＩＮファイバレンズを用いて）伝送ファイバの他の部分と結合されてもよい。一具体例において、非線形性の大きいファイバ（ＨＮＬＦ）がパルス圧縮ファイバに結合され、生成されたフェムト秒パルス列からスーパーコンティニュームを生成してもよい。   In a further embodiment of the present invention, the pulse compression fiber uses a second GRIN fiber lens to send the amplified femtosecond optical pulse train to the intended application (preferably, to match the mode field diameter). And may be combined with other parts of the transmission fiber. In one implementation, a highly nonlinear fiber (HNLF) may be coupled to the pulse compression fiber to generate a supercontinuum from the generated femtosecond pulse train.

本発明のその他さらなる実施例が以下の一連の議論、および付属する図面の参照によって明らかになろう。   Other and further embodiments of the present invention will become apparent from the following series of discussions and by reference to the accompanying drawings.

本発明によって形成される全ファイバパルス圧縮装置を示す図である。1 shows an all-fiber pulse compression device formed in accordance with the present invention. グレーデッドインデックスファイバレンズの基本的理論を示す図である。It is a figure which shows the basic theory of a graded index fiber lens. 本発明のパルス圧縮装置で使われる典型的なファイバレンズ構成を示す図である。It is a figure which shows the typical fiber lens structure used with the pulse compression apparatus of this invention. パルス圧縮器の出力部におけるパルス形状のグラフを示す。図４（ａ）はシングルモードファイバを用いる従来技術によるパルス圧縮装置に関するグラフであり、図４（ｂ）は大モードエリアファイバを用いる本発明のパルス圧縮装置に関するグラフである。The graph of the pulse shape in the output part of a pulse compressor is shown. FIG. 4A is a graph relating to a conventional pulse compression apparatus using a single mode fiber, and FIG. 4B is a graph relating to the pulse compression apparatus of the present invention using a large mode area fiber. パルス圧縮を行なうために使われるファイバ部の長さの関数として測定されたパルスの相関幅のプロットを示す。図５（ａ）はいろいろな長さのシングルモードファイバ（従来技術）に関するプロットであり、図５（ｂ）は本発明のいろいろな長さのパルス圧縮ファイバに関するプロットである。Figure 5 shows a plot of the measured correlation width of a pulse as a function of the length of the fiber section used to perform pulse compression. FIG. 5 (a) is a plot for various lengths of single mode fiber (prior art) and FIG. 5 (b) is a plot for various lengths of pulse compression fiber of the present invention. パルス圧縮ファイバの出力部に結合された出力ＧＲＩＮファイバレンズを含む本発明の他の実施例を示す。図６（ａ）は一本のファイバを使う構成であり、図６（ｂ）は共に接合され、連結された一組のファイバを使う構成である。Fig. 4 illustrates another embodiment of the present invention including an output GRIN fiber lens coupled to the output of a pulse compression fiber. FIG. 6A shows a configuration using a single fiber, and FIG. 6B shows a configuration using a pair of fibers that are joined together and connected. 図６（ａ）および図６（ｂ）の構成に関して測定されたスペクトルのプロットを示す。FIG. 7 shows a plot of the spectra measured for the configurations of FIGS. 6 (a) and 6 (b). 本発明により形成される典型的なスーパーコンティニュームを生成する構成を示す。Fig. 3 shows a configuration for generating a typical supercontinuum formed by the present invention. 従来技術により生成されたコンティニュームと比較した、図８の構成により生成されたコンティニュームのプロットを示す。FIG. 9 shows a plot of the continuum generated by the configuration of FIG. 8 compared to the continuum generated by the prior art. 図８に示される本発明の構成により生成されたコンティニュームに関わるクロスコヒーレンスを測定するために使われる典型的な非対称干渉計構成を示す。FIG. 9 illustrates a typical asymmetric interferometer configuration used to measure cross-coherence for the continuum generated by the configuration of the present invention shown in FIG. 図１０の構成で測定されたクロスコヒーレンスのプロットを示す。一つのプロットは従来技術によるＳＭＦ圧縮装置に関連し、もう一つは本発明の全ファイバパルス圧縮構成に関するものである。FIG. 11 shows a plot of cross coherence measured with the configuration of FIG. One plot relates to a prior art SMF compressor and the other relates to the all-fiber pulse compression configuration of the present invention.

添付の図を参照した以下の議論により、本発明の特徴や実施例を明らにする。なお、これらの図面中の構成要素は必ずしも寸法通りではない。
図１は本発明により形成される典型的な全ファイバフェムト秒パルス圧縮器１０を示す。図示のように、圧縮器１０は入力ファイバ１４とパルス圧縮ファイバ部１６との間に配されるグレーデッドインデックス（ＧＲＩＮ）ファイバレンズ１２からなる。ファイバ１４および１６はその動作波長においてファイバ１４の有効断面積（Ａｅｆｆ−１）がファイバ１６の有効断面積（Ａｅｆｆ−２）よりも小さいように選択される。従来技術においてよく知られた方法により形成される「伸張された」フェムト秒パルス１８（あるいは、技術的には「チャープ」パルスといわれる）の発生源は図１で圧縮器１０と結合されて示される。発生源１８は入力ファイバ１４に結合される一連のチャープパルスＰを生成するために使われる。上に議論されたように、超短パルス（例えば、１００フェムト秒のオーダー）は最初に時間領域で数倍まで引き伸ばされ、一時的にパルスを広げ、増幅中の非線形相互作用を本質的に除去（あるいは少なくとも低減）するためにピークパワーを減少させる。 The following discussion with reference to the accompanying figures will clarify the features and embodiments of the present invention. In addition, the component in these drawings is not necessarily according to the dimension.
FIG. 1 shows a typical all-fiber femtosecond pulse compressor 10 formed in accordance with the present invention. As shown, the compressor 10 comprises a graded index (GRIN) fiber lens 12 disposed between an input fiber 14 and a pulse compression fiber section 16. The fibers 14 and 16 are selected such that the effective area (A eff-1 ) of the fiber 14 is smaller than the effective area (A eff-2 ) of the fiber 16 at its operating wavelength. The source of a “stretched” femtosecond pulse 18 (or technically referred to as a “chirp” pulse) formed by methods well known in the prior art is shown in FIG. It is. Source 18 is used to generate a series of chirped pulses P that are coupled to input fiber 14. As discussed above, ultrashort pulses (eg, on the order of 100 femtoseconds) are first stretched up to several times in the time domain, temporarily spreading the pulses and essentially eliminating nonlinear interactions during amplification. Reduce peak power to (or at least reduce).

本発明の光パルス圧縮器１０は増幅後にパルスを元の時間形態に再圧縮するために利用されてもよい。具体的には、ＧＲＩＮファイバレンズ１２は二つのファイバの間においてモード整合することによって入力ファイバ１４の出力部からパルス圧縮ファイバ１６中に高品質の結合をもたらすために使われる。パルス圧縮ファイバ１６は動作波長で既知の（正）分散特性Ｄを示すように選択され、（例えば、フェムト秒パルスを形成するために）所望量のパルス圧縮をもたらすとわかっている所期の長さＬを示すように形成される。したがって、パルス圧縮ファイバ１６からの出力（つまり、光パルス圧縮器１０からの出力）は一連の増幅されたフェムト秒パルスである。ファイバ１６の長さＬは出射されたパルスのスペクトル位相を補償するように選択されねばならないことが注目されるべきである。この長さについての考慮は、選択されたパルス圧縮ファイバの分散特性に基づいていて、通常、代表的な高パワーパルス増幅器では考慮しないが、本発明の構成の本質的な観点であり、所望の線形性を持つパルス圧縮をもたらすために必要なものとして考慮される。   The optical pulse compressor 10 of the present invention may be utilized to recompress the pulse to its original time form after amplification. Specifically, the GRIN fiber lens 12 is used to provide high quality coupling from the output of the input fiber 14 into the pulse compression fiber 16 by mode matching between the two fibers. The pulse compression fiber 16 is chosen to exhibit a known (positive) dispersion characteristic D at the operating wavelength and is known to provide the desired amount of pulse compression (eg, to form a femtosecond pulse). It is formed to indicate the length L. Thus, the output from the pulse compression fiber 16 (ie, the output from the optical pulse compressor 10) is a series of amplified femtosecond pulses. It should be noted that the length L of the fiber 16 must be selected to compensate for the spectral phase of the emitted pulse. This length consideration is based on the dispersion characteristics of the selected pulse compression fiber and is usually not considered in typical high power pulse amplifiers, but is an essential aspect of the present configuration and is desired. Considered as necessary to provide pulse compression with linearity.

好都合なことに、ファイバ１４と１６との間にＧＲＩＮファイバレンズ１２を包含することは、パルスをパルス圧縮ファイバに結合するために、従来技術で使われたバルクオプティックデバイスを必要としない。バルクオプティックは損失、散乱、反射および類似のことを引き起こし、それらすべてはパルス圧縮ファイバ中に出射された信号の品質を下げることが知られている。それに対して、ＧＲＩＮファイバレンズ１２などのファイバベースの構成要素を使うことにより様々な結合損失を顕著に低減し、出射されたパルスがＬＭＡファイバ１６において低レベルのマルチパス干渉（ＭＰＩ）および低非線形性圧縮を達成させる。   Conveniently, inclusion of the GRIN fiber lens 12 between the fibers 14 and 16 does not require the bulk optic device used in the prior art to couple the pulses to the pulse compression fiber. Bulk optics cause loss, scattering, reflection and the like, all of which are known to reduce the quality of the signal emitted into the pulse compression fiber. In contrast, the use of fiber-based components such as the GRIN fiber lens 12 significantly reduces various coupling losses, and the emitted pulses are low-level multipath interference (MPI) and low nonlinearity in the LMA fiber 16. To achieve sexual compression.

さらに、ＧＲＩＮファイバレンズとパルス圧縮ファイバが結合されると、その二つの間の恒久的な配置が自動的に実現されるので、インライン型のファイバ結合構成はバルクオプティックスを使用する際に伴う配置問題を取り除く（例えば、伝送ファイバとＧＲＩＮファイバレンズとの間の自己配列の議論については米国特許第４，７０１，０１１号を参照のこと）。インライン型結合構成を用いることの他の利点は、バルクオプティックスを使用する際に見られるようなホコリあるいは他の外的な汚れから光信号経路を本質的に分離することである。   In addition, once the GRIN fiber lens and pulse compression fiber are combined, a permanent arrangement between the two is automatically achieved, so the in-line fiber coupling configuration is the arrangement associated with using bulk optics. Eliminate the problem (see, for example, US Pat. No. 4,701,011 for a discussion of self-alignment between transmission fiber and GRIN fiber lens). Another advantage of using an in-line coupling configuration is that it essentially separates the optical signal path from dust or other external contaminants such as those found when using bulk optics.

したがって、入力ファイバ１４とパルス圧縮ファイバ１６との間のモード結合をもたらすためにファイバベースのＧＲＩＮレンズを使えることは本発明の重要な要素である。図２はグレーデッドインデックスファイバレンズの実施に関わる理論を示す基本的な図解を含む。具体的には、図２はシングルモードファイバ１１０を出射して、その後、好ましくはマルチモードファイバの一部である放物線型屈折率の媒体１２０を通過するガウスビーム１００を図示している。ガウスビーム１００に関わるくびれ部分、およびビームサイズは当業者にはよく知られた式から計算される。本発明の構成に望まれるように、パルス圧縮ファイバをモードマッチングさせるために、ビーム１００はＺ＝０、つまり放物線型屈折率の媒体１２０の出口で最大の広がりを達成すべきである。したがって、媒体１２０はπ／２ｇに等しい長さＬからなるべきであり、ここでｇは媒体１２０の焦点合わせのパラメータである。これらのパラメータは当業者には通常「１／４ピッチ」レンズ（あるいは一般にその奇数倍）といわれる装置を形成する結果となる。図３は、モード整合に適したこの最大の広がりを備える典型的なファイバレンズ構成を図示し、一片のシングルモードファイバ２３０の端面２２０に融着された、長さＬのマルチモードファイバ２１０の一部を示している。図示されるように、長さＬは広がりが最大であるＺ＝０の点に関連している。   Thus, the use of a fiber-based GRIN lens to provide mode coupling between the input fiber 14 and the pulse compression fiber 16 is an important element of the present invention. FIG. 2 contains a basic illustration showing the theory involved in the implementation of a graded index fiber lens. Specifically, FIG. 2 illustrates a Gaussian beam 100 exiting a single mode fiber 110 and then passing through a parabolic refractive index medium 120 that is preferably part of a multimode fiber. The constriction associated with the Gaussian beam 100 and the beam size are calculated from equations well known to those skilled in the art. As desired for the configuration of the present invention, in order to mode-match the pulse compression fiber, the beam 100 should achieve maximum spread at the exit of the medium 120 with Z = 0, ie, parabolic index of refraction. Therefore, the medium 120 should have a length L equal to π / 2g, where g is the focusing parameter of the medium 120. These parameters result in the formation of a device commonly referred to by those skilled in the art as a “¼ pitch” lens (or generally an odd multiple thereof). FIG. 3 illustrates a typical fiber lens configuration with this maximum spread suitable for mode matching, and shows a length L of multimode fiber 210 fused to the end face 220 of a single mode fiber 230. Shows the part. As shown, the length L is related to the point at Z = 0 where the spread is maximum.

「放物線型屈折率」の実施例は説明のためのものであり、単に一例であって、これに限定されるものではなく、それは本発明により形成されるグレーデッドインデックスファイバレンズはシングルモードファイバと大モードエリアファイバとの間のモード整合を達成可能ないずれかの屈折率勾配を利用してよいからである。   The “parabolic refractive index” examples are illustrative only and not limiting, as graded index fiber lenses formed in accordance with the present invention are single mode fibers. This is because any refractive index gradient capable of achieving mode matching with the large mode area fiber may be used.

図４はシングルモードファイバの一部のみを使う従来技術と比較して、本発明のＧＲＩＮレンズファイバ／パルス圧縮ファイバ構成を用いるときに達成される改良された圧縮パルスの形態を示すグラフを含む。図４（ａ）のプロットはシングルモードファイバ（従来技術）の一部のみを使って生成される圧縮パルス列に関する自己相関関数を示す。元となる「伸張された」パルスは受動的にモードロックされたファイバレーザの出力を増幅することにより生成された。シングルモードのエルビウムをドープされたファイバ増幅器の正常分散および自己位相変調の組合せは強い負のチャープパルスを生成する。   FIG. 4 includes a graph illustrating the improved compression pulse morphology achieved when using the GRIN lens fiber / pulse compression fiber configuration of the present invention compared to the prior art using only a portion of a single mode fiber. The plot of FIG. 4 (a) shows the autocorrelation function for a compressed pulse train generated using only a portion of a single mode fiber (prior art). The original “stretched” pulse was generated by amplifying the output of a passively mode-locked fiber laser. The combination of normal dispersion and self-phase modulation in a single-mode erbium-doped fiber amplifier produces a strong negative chirp pulse.

図４（ａ）に示される結果を生成するために、（圧縮機能を果たす）シングルモードファイバの出力部は、もっとも短いパルス出力が見つかるまで長さが連続的に低減された。この場合、４ｎＪパルスに対してシングルモードファイバの圧縮は自己相関関数において顕著なサイドローブを含むことが示され、それはシングルモードファイバ固有の非線形性の結果として予測されていたことである。   To produce the results shown in FIG. 4 (a), the output of the single mode fiber (which performs the compression function) was continuously reduced in length until the shortest pulse output was found. In this case, for a 4 nJ pulse, the compression of the single mode fiber was shown to include significant side lobes in the autocorrelation function, which was predicted as a result of the nonlinearity inherent in the single mode fiber.

それに対して、図４（ｂ）のプロットは本発明により形成された全ファイバパルス圧縮器の出力パルスの自己相関関数を示す。この具体的な実施例において、一部の大モードエリア（ＬＭＡ）ファイバがパルス圧縮ファイバとして使用された。ＬＭＡファイバは分散が＋２１．０８ｐｓ／ｎｍ−ｋｍ、分散勾配が０．０６３ｐｓ／ｎｍ２−ｋｍで、動作波長１５５０ｎｍにおける有効断面積Ａｅｆｆ−２が９８６μｍ２を示すように選択された。動作波長における正分散の値はシングルモードファイバの増幅中の自己位相変調による更なる非線形位相と増幅ファイバの正常分散とを補償する。図示のように、生成された自己相関関数は本質的にサイドローブを示さず、本発明の全ファイバパルス圧縮構成の非線形性が除かれていることを示している。 In contrast, the plot of FIG. 4 (b) shows the autocorrelation function of the output pulse of the all-fiber pulse compressor formed in accordance with the invention. In this specific example, some large mode area (LMA) fibers were used as pulse compression fibers. The LMA fiber was selected to have a dispersion of +21.08 ps / nm-km, a dispersion slope of 0.063 ps / nm 2 -km, and an effective area A eff-2 of 986 μm 2 at an operating wavelength of 1550 nm. The value of positive dispersion at the operating wavelength compensates for further nonlinear phase due to self-phase modulation during amplification of the single mode fiber and normal dispersion of the amplification fiber. As shown, the autocorrelation function generated is essentially free of side lobes, indicating that the non-linearity of the all-fiber pulse compression configuration of the present invention has been removed.

上に述べられたように、パルス圧縮をもたらすために使われるファイバ部分の分散および長さは達成されるパルス圧縮の量の決定において不可欠な要因である。図５のプロットは圧縮ファイバの長さの関数としてパルス幅の相関関係を示す。図５（ａ）はシングルモードファイバを用いる従来技術によるパルス圧縮器のファイバの長さの関数としてこの相関関係を示し、図５（ｂ）は本発明の典型的な実施例でパルス圧縮ファイバを用いた典型的なＬＭＡファイバの長さの関数として同様の相関関係を示す。図５（ｂ）を参照すると、相関関係は、最小のパルス幅を達成するために必要な約５ｃｍの精度で長さＬが約１．７ｍに対して最小値約１００ｆｓを達成するように見られる。同様の精度およびファイバの長さが、シングルモードファイバを用いる従来技術による構成のパルス圧縮にも要求されるが、しかし、上に議論されたように、シングルモードファイバの非線形性が自己相関関係に顕著な翼（つまり、サイドローブ）を発生させる。したがって、本発明の構成は、シングルモードファイバのみを用いることにより達成されるより、オリジナルのフェムト秒パルスのより正確な再生をもたらすように理解できる。   As stated above, the dispersion and length of the fiber portion used to provide pulse compression is an essential factor in determining the amount of pulse compression achieved. The plot of FIG. 5 shows the correlation of pulse width as a function of compressed fiber length. FIG. 5 (a) shows this correlation as a function of fiber length in a prior art pulse compressor using single mode fiber, and FIG. 5 (b) shows the pulse compression fiber in an exemplary embodiment of the invention. Similar correlation is shown as a function of the length of the typical LMA fiber used. Referring to FIG. 5 (b), the correlation is seen to achieve a minimum value of about 100 fs for a length L of about 1.7 m with an accuracy of about 5 cm required to achieve the minimum pulse width. It is done. Similar accuracy and fiber length are required for pulse compression of prior art configurations using single mode fiber, but as discussed above, the nonlinearity of single mode fiber is autocorrelated. Produce noticeable wings (ie side lobes). Thus, the configuration of the present invention can be understood to provide a more accurate reproduction of the original femtosecond pulse than is achieved by using only a single mode fiber.

その後、本発明の構成から出た圧縮された出力パルスが（医学用途、センサー用途などのように）伝送ファイバに沿って伝播されるならば、本発明による好ましい実施例は圧縮装置と伝送装置との間の効率のよいモード整合をもたらすために、パルス圧縮ファイバの出力部と伝送ファイバの間に第二のＧＲＩＮレンズを用いることを含む。図６は全ファイバパルス圧縮および伝送システムを提供する本発明のこの実施例を示している。   Thereafter, if the compressed output pulse from the configuration of the present invention is propagated along the transmission fiber (as in medical applications, sensor applications, etc.), the preferred embodiment according to the present invention is a compression device and a transmission device. Using a second GRIN lens between the output of the pulse compression fiber and the transmission fiber to provide efficient mode matching between the two. FIG. 6 shows this embodiment of the invention providing an all-fiber pulse compression and transmission system.

図６（ａ）は第二のＧＲＩＮレンズ１８がパルス圧縮ファイバ１６とシングルモード出力伝送ファイバ２０との間に配される第一の構成を示す。好ましくは、融着はいろいろなファイバのコア領域の間で自動的に配列させるので、第二のＧＲＩＮレンズ１８はファイバ１６と２０との間に融着される。上に議論されたＧＲＩＮレンズ１２の特性のように、第二のＧＲＩＮレンズ１８はパルス圧縮ファイバ１６とＳＭＦ２０との間のモード整合をもたらすために適した長さＬ’を有するように形成される。図６（ｂ）に示される別の構成は１６−１および１６−２として示される分離した二つのパルス圧縮ファイバ部分を含み、ファイバをいっしょに結合するためのそれらの間に形成された接合部を有する。   FIG. 6A shows a first configuration in which the second GRIN lens 18 is disposed between the pulse compression fiber 16 and the single mode output transmission fiber 20. Preferably, the second GRIN lens 18 is fused between the fibers 16 and 20 because the fusion is automatically aligned between the core regions of the various fibers. Like the characteristics of the GRIN lens 12 discussed above, the second GRIN lens 18 is formed to have a length L ′ suitable for providing mode matching between the pulse compression fiber 16 and the SMF 20. . Another configuration shown in FIG. 6 (b) includes two separate pulse compression fiber portions, shown as 16-1 and 16-2, with a junction formed between them for joining the fibers together. Have

マルチパス干渉（ＭＰＩ）は望ましくない高次モードの光が入射されたときに測定されるもので、以下のように定義される。

ＭＰＩ＝１０＊ｌｏｇ（ＰＨＯＭ／ＰＦ）

ここでＰＨＯＭは圧縮ファイバの望ましくない高次モードで伝播する全光パワーであり、ＰＦは基底モードの光パワーである。図７は、図６（ａ）および（ｂ）の構成について測定されたスペクトルのプロットを含む。図６（ａ）の構成について測定されたＭＰＩは−３１ｄＢであり、図６（ｂ）の接合された構成のＭＰＩは−２６ｄＢであって、図６（ｂ）の接合された構成においてパワーの大部分は望ましい基底モードに含まれることを示している。低いＭＰＩを達成することは多くの理由により重要である。第一に、コヒーレントモードの間の位相の緩やかな変動につれて、好ましくない高次モードの大量のエネルギーが信号のパワーを弱くしていく。さらに、ＭＰＩはスーパーコンティニュームの生成などのさらなる非線形のプロセスで使用される圧縮パルスの雑音を潜在的に増加させる方向に進む。 Multipath interference (MPI) is measured when light of an undesirably higher order mode is incident and is defined as follows.

MPI = 10 * log (P HOM / P F )

Here P HOM is the total optical power propagating in higher order modes undesirable compression fiber is an optical power of P F is the fundamental mode. FIG. 7 includes plots of spectra measured for the configurations of FIGS. 6 (a) and (b). The MPI measured for the configuration of FIG. 6 (a) is −31 dB, the MPI of the joined configuration of FIG. 6 (b) is −26 dB, and the power of the joined configuration of FIG. 6 (b) is Most of them are included in the desired fundamental mode. Achieving low MPI is important for a number of reasons. First, as the phase varies slowly between coherent modes, a large amount of unwanted higher-order mode energy weakens the signal power. Furthermore, MPI goes in the direction of potentially increasing the noise of compressed pulses used in further non-linear processes such as supercontinuum generation.

第二のＧＲＩＮレンズを経てフェムト秒パルスを出力用シングルモードファイバに結合することが可能なので、スーパーコンティニュームを生成するための「全ファイバ」構成を形成するために、非線形性の大きいファイバ（ＨＮＬＦ）部分を第二のＧＲＩＮレンズ（あるいは逆に、シングルモードファイバ）に結合することがさらに可能になる。米国特許第６，７７５，４４７号（Ｎｉｃｈｏｌｓｏｎ他、この出願の譲受人に譲渡）を含む従来技術についての種々の文献に記されるように、一つ以上のＨＮＬＦ部分を経る（フェムト秒パルスのように）極めて短いパルスの伝播は、周波数測定および（ＤＷＤＭのような）その他の用途に有用な極めて帯域幅の広いコンティニュームを生成する。   A femtosecond pulse can be coupled to the output single-mode fiber via a second GRIN lens, so a highly nonlinear fiber (HNLF) can be formed to form an “all-fiber” configuration for generating supercontinuum. ) Part can further be coupled to a second GRIN lens (or conversely, a single mode fiber). As described in various references on prior art, including US Pat. No. 6,775,447 (assigned to the assignee of this application), go through one or more HNLF portions (of femtosecond pulses). As such, the propagation of very short pulses produces a very wide bandwidth continuum useful for frequency measurement and other applications (such as DWDM).

図８は本発明により形成された典型的なスーパーコンティニューム生成システムを示す。この具体的な構成において、非線形性が大きいファイバ（ＨＮＬＦ）２２は図６（ｂ）の構成を用いてＳＭＦ２０に接合される。もうひとつの方法として、ＨＮＬＦ２２は第二のＧＲＩＮファイバレンズ１８の端面に直接的に融着されてもよいことが理解されるべきである。さらにＨＮＬＦ２２は広いコンティニュームを提供するためにそれぞれが異なる分散特性を有する複数の連結したファイバ部分からなってもよい。図９は図８の本発明の構成によって生成されたコンティニュームのプロットを含み、最初にパルスがシングルモードファイバ部分で圧縮され、次いでＨＮＬＦ部分に出射される従来技術によるコンティニューム生成の構成と比較されている。図示されるスペクトルから、両方のパルス圧縮技術は短いＨＮＬＦ中に非常に広い、滑らかなスペクトルを生成する。スペクトルにともなうノイズの存在など他の要因はこの測定からは確認できない。   FIG. 8 shows an exemplary supercontinuum generation system formed in accordance with the present invention. In this specific configuration, a highly nonlinear fiber (HNLF) 22 is bonded to the SMF 20 using the configuration of FIG. Alternatively, it should be understood that the HNLF 22 may be fused directly to the end face of the second GRIN fiber lens 18. Further, the HNLF 22 may consist of a plurality of connected fiber portions, each having different dispersion characteristics to provide a wide continuum. FIG. 9 includes a plot of the continuum generated by the configuration of the present invention of FIG. 8, compared with a prior art continuum generation configuration in which the pulses are first compressed in the single mode fiber section and then emitted into the HNLF section. Has been. From the spectrum shown, both pulse compression techniques produce a very broad, smooth spectrum in short HNLF. Other factors such as the presence of noise associated with the spectrum cannot be confirmed from this measurement.

したがって、生成されたコンティニュームにともなうノイズを測定するために、二つの独立したコンティニュームを干渉させ、波長の関数としてフリンジのコントラストを測定することによりクロスコヒーレンス測定が行なえる。図１０は生成されたそれぞれのコンティニュームに関わるクロスコヒーレンスを測定するために使われる典型的な非対称干渉計５０を示す。干渉計５０は図８に示されるＨＮＬＦ２２のようなＨＮＬＦ部によって生成されるコンティニュームを入力として受け取る。二つの独立したコンティニューム、つまり第一の経路５４に沿って伝播する第一のコンティニューム、および第二の経路５６に沿って伝播する第二のコンティニュームを生成するためにビームスプリッタ５２が使われる。干渉計５０は、図示のように、入射するパルス列のパルスの間の距離に等しい長さだけ第一の経路５４に対してアンバランスになるように第二の経路５６を形成することにより「非対称」である。次いでパルスはビーム結合器５８内で重なり合い、偏光器６０を通されてシングルモードファイバ６２に結合される。出力部で偏光器を使うことは偏光の重なりを確実なものにし、シングルモードファイバを使うことはモードの重なりを確実なものにする。可変ＮＤフィルタ６４が第一の信号経路５２に沿って挿入され、第二の信号経路５４に沿う１／４波長板６６が二つの経路の間のパワーを均等化する。次いで光スペクトルアナライザ６８が異なる波長でのフリンジのコントラストを測定するために使われる。   Therefore, in order to measure the noise associated with the generated continuum, two independent continuums are made to interfere and the fringe contrast as a function of wavelength can be measured to measure cross-coherence. FIG. 10 shows a typical asymmetric interferometer 50 used to measure the cross-coherence associated with each generated continuum. Interferometer 50 receives as input the continuum generated by an HNLF unit such as HNLF 22 shown in FIG. The beam splitter 52 is used to generate two independent continuums, a first continuum propagating along the first path 54 and a second continuum propagating along the second path 56. Is called. The interferometer 50 is “asymmetric” by forming a second path 56 that is unbalanced with respect to the first path 54 by a length equal to the distance between pulses of the incident pulse train, as shown. Is. The pulses then overlap within beam combiner 58 and are passed through polarizer 60 and coupled to single mode fiber 62. Using a polarizer at the output section ensures polarization overlap, and using a single mode fiber ensures mode overlap. A variable ND filter 64 is inserted along the first signal path 52 and a quarter wave plate 66 along the second signal path 54 equalizes the power between the two paths. The optical spectrum analyzer 68 is then used to measure the fringe contrast at different wavelengths.

図１１は図９のプロットのように測定されたコンティニュームのクロスコヒーレンスを示す。完全にコヒーレントなスペクトルに対しては、フリンジのコントラストは「１」（つまり、単位としての１）に等しい。（生成されたスーパーコンティニュームのノイズの存在に関わるような）何らかのコヒーレンスの低下はフリンジのコントラストを下げる結果となる。図１１は従来技術によるＳＭＦパルス圧縮と本発明のＧＲＩＮレンズ／ＬＭＡの組合せ使用との間のパルス圧縮の違いをより良く示すためにｄＢメモリでフリンジコントラストをプロットしている。   FIG. 11 shows the continuum cross-coherence measured as in the plot of FIG. For a fully coherent spectrum, the fringe contrast is equal to “1” (ie, 1 as a unit). Any reduction in coherence (such as involving the presence of generated supercontinuum noise) will result in a decrease in fringe contrast. FIG. 11 plots fringe contrast in dB memory to better illustrate the difference in pulse compression between prior art SMF pulse compression and the use of the GRIN lens / LMA combination of the present invention.

図９に示されるように、従来技術および本発明の圧縮器の両方のコンティニュームは予想通り非常に高いコヒーレンスを示す。しかし、図１１のデータを見ると、本発明により形成されたＬＭＡ圧縮器は波長範囲のかなりの部分にわたってほぼ２０ｄＢ（均等メモリでフリンジの視感度９９）のフリンジコントラストを示す。それに対して、従来技術によるＳＭＦ構成を用いて圧縮されたパルスはほぼ１０ｄＢのフリンジコントラストの低下を示し、１ミクロンにおいて均等メモリでフリンジコントラストは０．９９から０．９２に低減される。   As shown in FIG. 9, the continuum of both the prior art and the compressor of the present invention shows very high coherence as expected. However, looking at the data in FIG. 11, an LMA compressor formed in accordance with the present invention exhibits a fringe contrast of approximately 20 dB (equivalent memory, fringe visibility 99) over a significant portion of the wavelength range. In contrast, a pulse compressed using a prior art SMF configuration shows a fringe contrast reduction of approximately 10 dB, with a uniform memory at 1 micron and the fringe contrast reduced from 0.99 to 0.92.

本発明は目下好ましい実施例として記述されているが、そのような開示は限定的なものであると解釈されるべきでないことが理解されるべきである。上記の開示を読んだ後は、当業者にはさまざまな変更および修正が疑いもなく明らかとなるであろう。したがって、付属する請求の範囲はすべての変更および修正を本発明の精神および範囲内に含まれるものとしてカバーするものであると解釈されることが意図されるものである。   While this invention has been described as a presently preferred embodiment, it is to be understood that such disclosure is not to be construed as limiting. Various changes and modifications will no doubt become apparent to those skilled in the art after reading the above disclosure. Accordingly, it is intended that the appended claims be construed to cover all changes and modifications as fall within the spirit and scope of the invention.

これまで述べたことは単に実施が可能な本発明の好ましい実施例の数例を示すが、本発明の精神と範囲から逸脱することなく種々の改良、変更が行われ得るものであり、またそのような改良、変更は以下に添付する請求の範囲内に含まれるものであることを当業者は理解するべきである。   What has been described is merely a few examples of preferred embodiments of the invention that can be implemented, and that various modifications and changes can be made without departing from the spirit and scope of the invention. Those skilled in the art should understand that such improvements and modifications are included in the scope of the claims attached below.

１０ 全ファイバフェムト秒パルス圧縮器
１２ グレーデッドインデックス（ＧＲＩＮ）ファイバレンズ
１４ 入力ファイバ
１６ パルス圧縮ファイバ
１８ 伸張されたフェムト秒パルス
２０ シングルモード出力伝送ファイバ
２２ 非線形性の大きいファイバ（ＨＮＬＦ）
５０ 干渉計
５２ ビームスプリッタ
５４ 第一の経路
５６ 第二の経路
５８ ビーム結合器
６０ 偏光器
６２、１１０、２３０ シングルモードファイバ
６４ ＮＤフィルタ
６６ １／４波長板
６８ 光スペクトルアナライザ
１００ ガウスビーム
１２０ 放物線型屈折率媒体
２１０ マルチモードファイバ
２２０ 端面 10 all-fiber femtosecond pulse compressor 12 graded index (GRIN) fiber lens 14 input fiber 16 pulse compression fiber 18 stretched femtosecond pulse 20 single mode output transmission fiber 22 highly nonlinear fiber (HNLF)
50 Interferometer 52 Beam splitter 54 First path 56 Second path 58 Beam combiner 60 Polarizers 62, 110, 230 Single mode fiber 64 ND filter 66 1/4 wavelength plate 68 Optical spectrum analyzer 100 Gaussian beam 120 Parabolic type Refractive index medium 210 Multimode fiber 220 End face

Claims (14)

光パルス圧縮器であって、
動作波長において第一の有効断面積Ａｅｆｆ−１を示すファイバの第一の部分を含み、前記ファイバの第一の部分がチャープ光パルスの伝播を担うものであり、前記圧縮器はさらに、
前記ファイバの第一の部分の出力部に結合されたグレーデッドインデックスファイバレンズと、
動作波長において第二の有効断面積Ａｅｆｆ−２及びチャープ光パルスの圧縮をもたらすために選択された正の分散Ｄ、および長さＬを示すファイバの第二の部分とを含み、Ａｅｆｆ−２＞Ａｅｆｆ−１であり、前記ファイバの第二の部分が前記グレーデッドインデックスファイバレンズの出力部に結合され、前記グレーデッドインデックスファイバレンズが前記ファイバの第一および第二の部分の間の望ましい基底モードのモード整合をもたらす、光パルス圧縮器。 An optical pulse compressor,
Including a first portion of a fiber exhibiting a first effective area A eff-1 at an operating wavelength, wherein the first portion of the fiber is responsible for the propagation of a chirped light pulse, the compressor further comprising:
A graded index fiber lens coupled to the output of the first portion of the fiber;
A second effective area A eff-2 at the operating wavelength and a positive dispersion D selected to provide compression of the chirped light pulse, and a second portion of the fiber exhibiting length L, A eff− 2 > A eff−1 , the second portion of the fiber is coupled to the output of the graded index fiber lens, and the graded index fiber lens is between the first and second portions of the fiber An optical pulse compressor that provides mode matching of the desired fundamental mode. 前記グレーデッドインデックスファイバレンズが１／４ピッチあるいはその奇数倍のファイバレンズからなることを特徴とする請求項１に記載の光パルス圧縮器。 2. The optical pulse compressor according to claim 1, wherein the graded index fiber lens comprises a 1/4 pitch fiber lens or an odd multiple thereof. 前記ファイバの第一の部分がシングルモードファイバ部からなることを特徴とする請求項１に記載の光パルス圧縮器。 The optical pulse compressor according to claim 1, wherein the first portion of the fiber comprises a single mode fiber portion. 前記ファイバの第二の部分が大モードエリア（ＬＭＡ）ファイバ部からなることを特徴とする請求項１に記載の光パルス圧縮器。 The optical pulse compressor of claim 1, wherein the second portion of the fiber comprises a large mode area (LMA) fiber portion. 前記ファイバの第二の部分の前記正の分散Ｄおよび長さＬがフェムト秒パルスを生成するように選択されることを特徴とする請求項１に記載の光パルス圧縮器。 The optical pulse compressor of claim 1, wherein the positive dispersion D and length L of the second portion of the fiber are selected to produce femtosecond pulses. マルチパス干渉が−１５ｄＢよりも小さいことを特徴とする請求項１に記載の光パルス圧縮器。 The optical pulse compressor of claim 1, wherein the multipath interference is less than -15 dB. 前記グレーデッドインデックスファイバレンズが放物線型のグレーデッドインデックスプロファイルを示すことを特徴とする請求項１に記載の光パルス圧縮器。 The optical pulse compressor according to claim 1, wherein the graded index fiber lens exhibits a parabolic graded index profile. 前記グレーデッドインデックスファイバレンズの入力部が前記ファイバの第一の部分の出力部に融着されることを特徴とする請求項１に記載の光パルス圧縮器。 The optical pulse compressor according to claim 1, wherein an input portion of the graded index fiber lens is fused to an output portion of the first portion of the fiber. 前記グレーデッドインデックスファイバレンズの出力部が前記ファイバの第二の部分の入力部に融着されることを特徴とする請求項１に記載の光パルス圧縮器。 The optical pulse compressor according to claim 1, wherein an output portion of the graded index fiber lens is fused to an input portion of a second portion of the fiber. 前記グレーデッドインデックスファイバレンズの入力部が前記ファイバの第一の部分の出力部に融着されることを特徴とする請求項９に記載の光パルス圧縮器。 The optical pulse compressor according to claim 9, wherein an input portion of the graded index fiber lens is fused to an output portion of a first portion of the fiber. フェムト秒光パルスの伝播を担う光伝送システムであって、前記光伝送システムが、チャープ光パルスの伝播を担うファイバの第一の部分を含み、前記ファイバの第一の部分が動作波長において第一の有効断面積Ａｅｆｆ−１を示し、前記システムはさらに、
前記ファイバの第一の部分の出力部に結合された第一のグレーデッドインデックスファイバレンズと、
前記第一のグレーデッドインデックスファイバレンズの出力部に結合されたファイバの第二の部分とを含み、前記ファイバの前記第二の部分が前記第一の有効断面積Ａｅｆｆ−１よりも大きな第二の有効断面積Ａｅｆｆ−２を示し、前記ファイバの前記第二の部分がチャープ光パルスの圧縮をもたらすために選択された正の分散Ｄ、および長さＬを有し、そして、前記第一のグレーデッドインデックスファイバレンズが前記ファイバの第一および第二の部分の間の望ましい基底モードのモード整合をもたらするものであり、前記システムはさらに、
前記ファイバの前記第二の部分の出力部に結合された第二のグレーデッドインデックスファイバレンズと、
前記第二のグレーデッドインデックスファイバレンズの出力部に結合され、前記第一の有効断面積Ａ ｅｆｆ−１ を示す光伝送ファイバとを含み、前記光伝送ファイバがフェムト秒光パルスの伝播を担うように、前記第二のグレーデッドインデックスファイバレンズが前記ファイバの第二の部分と前記光伝送ファイバとの間の望ましい基底モードのモード整合をもたらす、光伝送システム。 An optical transmission system responsible for propagation of femtosecond optical pulses, wherein the optical transmission system includes a first portion of a fiber responsible for propagation of a chirped optical pulse, wherein the first portion of the fiber is first at an operating wavelength. The effective cross-sectional area A eff−1 of the system
A first graded index fiber lens coupled to the output of the first portion of the fiber;
A second portion of the fiber coupled to the output of the first graded index fiber lens, wherein the second portion of the fiber is larger than the first effective area A eff−1 . second shows the effective area a eff-2, has the positive dispersion D selected for the second portion results in a compression of the chirped optical pulses, and the length L of the fiber, and the second A graded index fiber lens that provides mode matching of the desired fundamental mode between the first and second portions of the fiber, the system further comprising:
A second graded index fiber lens coupled to the output of the second portion of the fiber;
An optical transmission fiber coupled to the output of the second graded index fiber lens and exhibiting the first effective area A eff-1, so that the optical transmission fiber is responsible for the propagation of femtosecond optical pulses. And wherein the second graded index fiber lens provides mode matching of the desired fundamental mode between the second portion of the fiber and the optical transmission fiber. 前記ファイバの第一の部分がシングルモードファイバ部からなることを特徴とする請求項１１に記載の光伝送システム。 The optical transmission system according to claim 11, wherein the first portion of the fiber is a single mode fiber portion. 前記ファイバの第二の部分が大モードエリアファイバ部からなることを特徴とする請求項１１に記載の光伝送システム。 The optical transmission system according to claim 11, wherein the second portion of the fiber includes a large mode area fiber portion. 前記伝送システムがスーパーコンティニューム発生源として形成され、フェムト秒光パルスから波長が広げられたコンティニュームを生成するために、前記光伝送ファイバは、少なくとも一つの非線形性が大きいファイバ（ＨＮＬＦ）部分からなることを特徴とする請求項１１に記載の光伝送システム。 The transmission system is formed as a supercontinuum source, and the optical transmission fiber is formed from at least one highly non-linear fiber (HNLF) portion to generate a continuum of extended wavelength from femtosecond optical pulses. The optical transmission system according to claim 11, wherein
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